Устройство для управления адаптивным роботом

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИН 9) (И) В 19/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(46) 15. 04. 85. Бюл. У 14 (72) Б.И.Морозов и А,А.В (71) Ленинградский орден политехнический институт им. М.И.Калинина(53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидет Р 474435, кл. Б 25 Л 9/О2. Авторское свидетел В 618279, кл. Б 25 Л 13/ (прототип),ро енин льство ССС 1975. ство СССР 2, 1978ГОСУДМ СТВЕННЦй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОтНРЦТИй(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯАДАПТИВНЫМ РОБОТОМ, содержащее источник излучения, два приемника излучения и по каждой регулируемой координате исполнительного органа роботапоследовательно соединенные первыеусилитель и привод, связанный с. первым датчиком положения, выход которо.го подключен к первому входу первогоусилителя, о т л и ч а ю щ е е,с ятем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит по каждой регулируемой координате исполнительного ор.гана первый нуль-орган, а также источник опорного сигнала, второй итретий приводы, последовательно соединенные первые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно подключенные вторые интенсиметр, сумматори ключ, последовательно соеднненньепервый элемент И, коммутатор и блокзадания программы, последовательноподключенные пороговый элемент, второя элемент И и третий ключ, последовательно соединенные вторые датчик положения, усилитель и нуль-орган, четвертый ключ, а также последовательно подключенные третьи датчик положения, усилитель и нуль-орган, первь 1 й, второй и третий выходы блока задания программы соединены с вторымн входами соответствующих усилителей, первый, второй и третий входы первого элемента И подключены к выходам соответствующих нуль-органов, а выход - к вторым входам первого и второго ключа и второго элемента И, соединенного выходом с первым входом четвертого ключа, второйвход первого сумматора подключен к выходу источника опорного сигнала, а выход - к входу порогового элемента и второму входу второго сумматора, выходы второго и третьего усилителей соединены с входами соответствующих приводов, связанных с соответствующими датчиками положения, 1 выходы которых подключены к вторж входам третьего и четвертого ключа соответственно, выходы первого и второго приемника излучения соединены с входами соответствующих интеисимет ров, выходы первого, второго, третье го и четвертого клоча подключены к ,соответствующим выходам устройства, причем источник излучения и первый приемник излучения установлены в схвате исполнительного органа, а вто. рой приемник излучения - на подвижной каретке.1 11506Изобретение относится к робототехнике и может быть использованопри создании адаптивных, роботов,Известно устройство для управления адаптивным роботом, содержащееинформационную поверхность, элементыпамяти, установленный на схвате щуп,отметчик, дисплей и блок управлениЯ 11) .Однако данное устройство сложнои имеет значительные нес и габариты.Наиболее близкгнг техническим решением к изобретению является устройство, содержащее источник излучения,генератор циклового опроса, датчикиотраженного излучения, блок определения высоты объекта, блок определенияконфигурации полостей объекта, эадатчик типа материала, датчики проникающего излучения, блок определениязатухания излучения, блок определения толщины объекта и конвейер 2 .Недостатком известного устройстваявляется его сложность, обусловленная необходимостью использованиягруппы датчиков отраженного излучения, группы датчиков проникающегоизлучения и источника излучения сбольшой поверхностью излучения, которая должна перекрывать группы указанных датчиков. Это связано с применением источника излучения большойрадиоактивности, что делает опаснымиспользование указанного устройствана практике.Цель изобретения - упрощение иулучшение эксплуатационных характеристик устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее источник излучения, дна приемника излуче 40ния и по каждой регулируемой координате исполнительного органа роботапоследовательно соединенные первыеусилитель и привод, связанный с первым датчиком положения, выход которо 45го подключен к первому входу первогоусилителя, введены по каждой регулируемой координате исполнительногооргана первый нуль-орган, а такжеисточник опорного сигнала, второй итретий приводы, последовательно соединенные первые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно подключенные вторые интенсиметр, сумматор иключ, последовательно соединенныепервый элемент И, коммутатор и блокзадания программы, последовательноподключенные пороговый элемент, нто 16 2рой элемент И и третий ключ, последовательно соединенные вторые датчик/ положения, усилитель и нуль-орган, четвертый ключ, а также последовательно подключенные третьи датчик положения, усилитель и нуль-орган, первые, второй и третий выходы блока задания программы соединены с вторыми входами соответствующих усилителей, первые, второй и третий входы первого элемента И подключены к выходам соответствующих нуль-органон, а выход - к вторым входам первого и второго ключа и второго элемента И, соединенного выходом с первым входом четвертого ключа, второй вход первого сумматора подключен к выходу источника опорного сигнала, а выходк входу порогового элемента и второму входу второго сумматора, выходы второго и третьего усилителей соединены с входами соответствующих приводов, связанных с соответствующими датчиками положения, выходы которых подключен к вторым входам третьего и четвертого ключа соответственно, выходы первого и второго приемника излучения соединены с входами соответствующих интенсиметрон, ныходы первого, второго, третьего и четвертого ключа подключены к соответствующим выходам устройства., причем источник излучения и первый приемник излучения установлены в схвате исполнительного органа, а второй приемник излучения - на подвижной каретке.На чертеже приведена Функциональная схема устройства.В устройстве содержатся каретка 1, блок 2 задания программы, коммутатор 3, первые усилители 4, первые приводы 5, схват 6, источник 7 излучения, первый и второй приемники 8 и 9 излучения соответственно, первый и второй интенсиметры 10 и 11 соответственно, исполнительный орган 12, первые датчики 13 положения, второй усилитель 14, второй привод 15, второй датчик 16 положения, третий усилитель 17, третий привод 18, третий датчик 19 положения, источник 20 опорного сигнала, первый и второй сумматоры 21 и 22 соответственно, первые, второйи третий нуль органы 23, 24 и 25 соответственно, первый элемент И 26, первый и второй ключи 27 и 28 соответственно, второй элемент И 29, 3 1150 третий и четвертый ключи 30 и 31 соответственно, пороговый элемент 32,Устройство работает следующим образом.С блока 2 задания программы на 5 приводы 5 исполнительного органа 12 и приводы 15 и 18 каретки 1 подают - ся сигналы, по которым схват 6 и каретка 1 выходят в заданное программой положение. Отработка программы осуществляется в следящем режиме путем сравнения заданного положения, поступающего на усилители 4, 14 и 17, и текущего положения, которое подается на вторые входы усилителей 4,15 14 и 17 соответственно с датчиков 13, 16 и 19 положения. При отработке задания (кадра программы) с выхода усилителей 4, 14 и 17 снимаются сигналы рассогласования, которые пода ются на приводы 5, 15 и 17 соответственно. При значении рассогласования между заданным положением и текущкг значением, равным нулю, с выходов нуль-органов 23-25 снимаются сигналы, 25 которые подаются на элемент И 26. При наличии сигналов на всех входах элемента И 26 с его выхода снимается сигнал конца отработки одного кадра программы, который подается через 30 коммутатор 3 кадров. Сигнал с коммутатора 3 кадров воздействует на блок 2 задания программы так, что с его выхода на входы усилителей 4 исполнительного органа 12 робота, уси- З 5 лители .14, 17 каретки 1 подается новое задание, которое отрабатывается приводами 5, 15 и 18 в следующем кадре программы. При выводе схвата 6 и каретки 1 в заданное положение с 4 о выходов устройства снимаются сигналы: с сумматора 21 - о высоте предмета 33, с выхода сумматора 22 - сигнал о толщине предмета 33 с учетом его внутренней геометрии (наличия пустот и т.п.), с выходов датчика 16 и 19 положения - координаты точки, для которой снимаются указанные сигналы.Осуществляя сканирующее перемещение относительно предмета 33 на одной 5 р и той же высоте относительно рабочей поверхности, схват 6 и каретка 1 синхронно проходят все точки рабочего пространства, в котором находится предмет 33, При этом каретка 1 пере мещается в процессе работы так, что приемник 9 проникающего излучения устанавливается при сканировании предмета 33 напротив источника 7 излучения,Источник 7 излучения излучает сигнал,Ъ лкоторый, отразившись от предмета Зз,попадает в приемник 8. Одновременноизлучение от источника 7 проходитчерез предмет 33 и попадает в приемник 9 проникающего излучения. Приемники 8 и 9 преобразовывают квантыионизирующего излучения в электрические импульсы. При попадании предмета 33 в зону действия источника 7 излучения с выхода приемника 8 отраженного излучения снимается сигнал,который несет инФормацию о высотепредмета относительно рабочей поверх,ности. Для получения данных о внешнейФорме предмета 33 электрические сигналы с выхода приемника 8 отраженногоизлучения поступают на интенсиметр 10,с выхода которого сигнал подаетсяна сумматор 21. На второи вход сумматора 21 с выхода источника 20 опорного сигнала подается сигнал, уровень которого предварительно задается. Этот уровень соответствует величине отраженного сигнала на выходеприемника 8 для случая, когда предмет 33 находится вне зоны действияисточника 7 излучения.Указанный уровень постоянен, гаккак схват 6 осуществляет сканирующее перемещение на одной и той жевысоте относительно рабочей поверхности. Таким образом, при попаданиипредмета 33 в зону действия источника 7 с выхода сумматора 2 1 снимается сигнал разности между опорнымнапряжением и сигналом, снимаемымс интенсиметра 10, который несетинФормацию о внешней Форме предмета 33.Одновременно излучение от источника 7 проходит через предмет 33и попадает в приемник 9. Электрические сигналы с выхода приемника 9поступают на иктенсиметр 11. Напряжение, скймаемое с интенсиметра 11несет информацию о толщине предмета 33 с учетом наличия в кем полостей и т.п. Сигналы , регистрируемыеприемником 9 излучения, измеряютсяпо Формуле8 =И е ггде Ио - поток излучения источникаизлучения 7;- толщина пРедмета 33;- коэФФициент ослабления излучения,/ /////// /тг /// Нвий/ППП Патедт , г. Удгород/уД.Пооеетдш/ 4 Так как излучение, регистрируемое приемником 9, проходит через предмет 33, то его значение характеризует внутреннюю структуру (строение) предмета 33 (наличие в нем полостей, отверстий и т,.). Для получения информации о предмете 33 с учетом наличия в нем полостей сигнал с выхода интенсиметра 11 подается на сумматор 22, На второй вход сумматора 22 подается сигнал с выхода сумматора 21, который несет информацию о высоте предмета ЗЗ. С выхода сумматора 22 при этом снимается сигнал, который несет информацию о толщине предмета 33 с учетом его внутренней геометрии. Например, если предмет 33 плоский и в нем нет полостей, то с выхода сумматора 22 снимается сигнал уровень которого постоянен, При наличии у предмета 21 полостей в каком-либо сечении сигнал на выходе сумматора 22 возрастает.Данные о высоте предмета с сумматора 21 и данные о внутреннем строении предмета, зарегистрированные в /кажцой точке предмета 33 в процессе сканирования каретки 1 и схвата 6, переписываются во внешние устройства, ЗО Для этого с выхода сумматоров 21 и 22 информация подается на ключи 27 и 28. На вторые входы ключей 27 и 28 подается сигнал с элемента И 26, раз. решающий считьвание этой информации 35 в конце отработки кадра программы. Для получения полной информации о Форме предмета и его расположении в рабочей зоне робота (по координатам 1 и 1 ) используются сигналы датчиков 16 и 19 положения каретки 1, которые несут информацию о координатах 1 и 1 считываемых точек в плоскости предмета 33. В процессе работы сигналы с выходов датчиков 16 и 19 положения подаются на ключи 30 и 31, На вторые входы ключей 30 и 31 подается сигнал с элемента И 29. Один из входов элемента И 29 подключен через пороговый элемент 32 к выходу сумматора 21, а второй - к выходу элемента И 26. При этом считывание информации с датчиков 16 и 19 положения осуществляется по сигналу элемента И 29, который срабатьвает при наличии сигнала о предмете 33, снимаемого с сумматора 21.Применение изобретения позволит осуществить бесконтактное определение формы и расположения предмета 33 в рабочей зоне робота, определить наличие в нем полостей. Кроме того, оно может быть использовано в сварочных работах для нахождения кромки свариваемых деталей и ведения свароччой головки по линии стыка,Предлагаемое устройство по сравнению с известным проще, так как в нем используется только один источник излучения, один приемник отраженного ч проникающего излучения, Благодаря использованию только одного источника излучения предлагаемое устройство более безопасно в работе.